「人造太陽」技術是什麼?太陽也能被製造出來嗎?

2021-01-21 福建省科技館

自從18世紀60年代的第一次工業革命之後,人類對能源的需求便與日俱增。石油、煤、天然氣等,都是人類賴以生存的不可再生能源,但是它們終有一天將被開採耗盡。到那時,地球上的人類將會面臨嚴重的能源危機和環境危機。



因此能源問題一直是世界各國都高度重視的基礎科學研究問題。長期以來,科學家們一直在苦苦找尋數量大、汙染少的新能源,以維持人類社會的可持續發展。



而太陽,這個在古希臘神話中被稱為"天火"的宇宙中的神秘天體,已經默默地燃燒了50多億年,沒有太陽就沒有地球上的萬物。如果我們能製造出"太陽",用它巨大的能量為人類服務,那是否能解決未來的能源問題呢?因此科學家們一直在研究「人造太陽」技術,所以讓我們一起來了解一下「人造太陽」技術吧!




你知道太陽和許多其他的恆星為什麼會不斷發光並釋放能量嗎?這其實是核聚變的結果,太陽的直徑比地球大109倍,質量比地球重33萬倍,太陽的巨大質量產生的引力,把高溫等離子體約束在一起,發生核聚變反應,並將核聚變反應持續下去。



可控核聚變研究裝置的遠離和太陽發光發熱的原理相同,所以又被稱為「人造太陽」,其中利用磁約束來實現受控核聚變的環形容器又叫託卡馬克裝置




大家知道核能包括裂變能和聚變能兩種主要形式。裂變能是重金屬元素的原子通過裂變而釋放的巨大能量,已經實現商用化,如核電站等。但核裂變需要的鈾等重金屬元素在地球上含量稀少,而且常規裂變反應堆會產生長壽命放射性較強的核廢料,這些因素限制了裂變能的發展。



另一種核能形式是目前尚未實現商用化的聚變能,核聚變是由氘、氚離子聚合成氦,聚合中損失的質量轉化為超強能量。氘在地球的海水中藏量豐富,多達40萬億噸,如果全部用於聚變反應,釋放出的能量足夠人類使用幾百億年,而且反應產物是無放射性汙染的氦。



並且由於核聚變需要極高溫度,一旦某一環節出現問題,燃料溫度下降,聚變反應就會自動中止。也就是說,聚變堆是次臨界堆,絕對不會發生類似前蘇聯車諾比核電站的事故。因此,聚變能是一種無限的、清潔的、安全的新能源。




12月4日14時02分,新一代「人造太陽」裝置——中國環流器二號M裝置(HL-2M)在成都建成並實現首次放電,標誌著我國自主掌握了大型先進託卡馬克裝置的設計、建造、運行技術,為核聚變堆自主設計與建造打下堅實基礎。



中國環流器二號M裝置是我國目前規模最大、參數最高的先進託卡馬克裝置,是我國新一代先進磁約束核聚變實驗研究裝置,採用更先進的結構與控制方式,等離子體體積達到國內現有裝置2倍以上,等離子體電流能力提高到2.5兆安培以上,等離子體離子溫度可達到1.5億度,能實現高密度、高比壓、高自舉電流運行,是實現我國核聚變能開發事業跨越式發展的重要依託裝置,也是我國消化吸收ITER(國際熱核聚變實驗堆)技術不可或缺的重要平臺。



由於「人造太陽」技術實現商業化還有較長的路,這種技術常被戲稱為是一項距離成功「永遠還有50年」、「永遠還有30年」的技術。但是發展「人造太陽」技術,不僅是為了解決當前的能源危機,更是為了人類的未來和地球的未來,致敬那些奔跑在逐日路上的新時代「夸父」們!

相關焦點

  • 製造終極能源,人造太陽這事能成嗎?
    世界上最大的人造太陽ITER,國際熱核聚變實驗堆,也就是我們現在簡稱的人造太陽,是世界上目標最為宏大的科學能源項目,主要目的是為了人類製造完美的能源。完成這麼一個科學項目是一個非常複雜的工程,需要全世界最聰明的科學家來參與。
  • 中國「人造太陽」出現,而太陽好好的,為何還要去製造太陽呢?
    文/仗劍走天涯中國「人造太陽」出現,而太陽好好的,為何還要去製造呢?中國近幾年的發展是有目共睹的,航天領域和基礎建設領域等等一些領域都已經遠超世界各國了,從改革開放初期的經濟不知道排在多少位?現在一躍成為了世界第二大經濟體,將曾經的日本拉到了第三。
  • 人造太陽能夠代替太陽嗎?它有什麼用?
    不得不說,人類確實非常的厲害,就連太陽、月亮這些遙不可及的天體都可以製造了。就拿太陽來說吧,它是我們生存必不可少的存在,太陽光讓植物可以進行光合作用,而植物又能給食草動物提供食物,食草動物又能給食肉動物提供食物。正應了那句歌詞「萬物生長靠太陽」。
  • 我們現在的太陽不夠用嗎?為什麼我們要再造一個人造太陽出來呢?
    2020年12月4日14時02分,新一代「人造太陽」裝置——中國環流器二號M裝置(HL-2M)在成都建成並實現首次放電,這是我們自主設計與建造的項目。不管是可能很多朋友一聽說我們要人造太陽,第一個反應是我們現在的太陽不夠用嗎?為什麼我們要再造一個人造的太陽出來呢?
  • 江西省「人造太陽」首次成功放電|人造太陽將意味著什麼?
    最近,人造太陽取得新進展,人造太陽1億度新成果引關注。那麼人造太陽1億度有什麼意義呢?人造太陽是什麼?一起來了解一下。 1月12日,在南昌大學江西省聚變能與信息控制重點實驗室,由江西省科研人員自主設計、製造及運行的「人造太陽」裝置——我國首個可實現壓縮融合啟動等離子體電流的球形託卡馬克裝置(NCST)正式投入運行並實現首次成功放電,填補了江西省在磁約束聚變基礎實驗研究領域的空白。
  • 人造太陽是什麼?和太陽的差距在哪裡
    太陽如此重要,因此被古人視為神靈,對它非常崇拜,以至於出現日食就會大規模恐慌。到了現在,人們對太陽進行了深刻的研究,了解了太陽的很多秘密,有觀察到的,有計算出來的,有猜想的,總之,太陽的真面目終於慢慢暴露在人們的面前。研究出了太陽的秘密,科學家自然就想創造一個太陽,而真實的太陽質量是地球的33萬倍,科學家自然無法造一個和太陽一樣大的,哪怕再怎麼研究太陽。
  • 人造太陽已成現實?「國產太陽」成功落地,國外又是什麼情況呢?
    大家好,我國在 前幾天發布了一項重大項目,順利造出第二個「人造太陽」。 這可能就會有人問了,這個「人造太陽」有什麼用呢?我國為什麼要發展這個呢?所以在1985年,日內瓦峰會上提出「人造太陽」也就是國際熱核聚變實驗堆計劃。
  • 中國參與「人造太陽」計劃 製造輸出關鍵部件
    「人類可以製造一個太陽來產生光和熱嗎?」早在上世紀50年代,一個高中學歷的蘇聯年輕少尉就提出了這個問題。當初這個勇敢的「空想」或將在本世紀中葉變為現實:通過模仿太陽的熱核聚變反應,中外科學家們正在建造人類首顆「人造太陽」,它將帶來幾乎無限的清潔能源。
  • 特斯拉到底發現了什麼?讓他說出了太陽是精心製造出來的話!
    就是如此一個無與倫比的熾熱球體,讓一切接近的物體化作氣體的高溫,而尼古拉,特斯拉卻語出驚人,太陽視乎是被人精心設計製作出來的!此話一出,倒是沒有引起太大的波動,畢竟那個時候人類還沒有走出地球,對於宇宙的認識可以說是一無所知,而特斯拉卻語出驚人,人們只能把他當作一個瘋子,你說太陽是被製造出來的,那麼你怎麼不說地球是被製造出來的呢?
  • 新一代「人造太陽」是什麼?
    2020年12月4日14時,新一代「人造太陽」裝置——中國環流器二號M裝置(HL-2M)建成並實現首次放電,標誌著中國自主掌握了大型先進託卡馬克裝置的設計、建造、運行技術,聚變能研發再邁出一步。▲ 中國環流器二號M裝置 ▲ 「人造太陽」是什麼?
  • 特斯拉猜想太陽是被製造出來的,他發現了什麼
    我們從上學的時候就已經知道了,萬事萬物要靠太陽,沒有太陽我們地球上的生物就無法能夠生存的,太陽給了我們光和熱,如果太陽一旦毀滅,那麼人類距離滅亡的時間也快來臨了。
  • 「人造太陽」核心部件是如何製造的?
    近日,東方電氣集團東方電機有限公司(下稱「東方電機」)為中國新一代核聚變實驗裝置中國環流器二號M(HL-2M)裝置製造的主機磁體線圈中心柱在成都成功交付,正式啟動中國自主研製的新一代「人造太陽」總體安裝,標誌著中國人朝著實現聚變清潔能源的夢想又前進一步。  「接下來,我們要做的就是去成都配合安裝裝置的外圍部套。」東方電機項目經理李友偉說。
  • 從利用太陽到「人造太陽」:極簡核能發展史
    7月28日,「人造太陽」國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃重大工程安裝啟動儀式在法國南部卡達拉舍舉行。這個項目總成本預計128億歐元,堪稱本世紀最雄心勃勃的能源科技合作項目。而參與的中國的企業和科研人員,也為這一項目的順利推進貢獻出了自己的力量。「人造太陽」是可控核聚變裝置的俗稱。
  • 人造太陽
    「那麼,問題來了,天上有個太陽,為什麼還要造個太陽?」人造太陽「和太陽有什麼不同?它們的溫度哪個更高?人造太陽多了,會不會又被一個叫后羿或者前什麼的人給射下來?帶著許多的不明白,我去問了度娘。她說,人造太陽,只是一個俗稱,它真正的名字是國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃,ITER最大的能耐是可以產生大規模的核聚變反應,從而向宇宙釋放大量的光和熱。
  • 戴森球是什麼?人類會製造出來嗎?科學家給出時間限制!
    戴森球是什麼?人類會製造出來嗎?科學家給出時間限制!戴森球的出現,讓我們對宇宙中能源有了全新的認識,所謂的戴森球是一個非常龐大的裝置,也是一個人造天體,可以利用高科技技術製造出一個直徑在2億千米以上的巨大圓形,這一人造天體可以包括任何恆星。主要作用就是將恆星上的資源,通過戴森球轉化成為人類可以直接使用的新能源,戴森球就是一個輸出的方式。
  • 「人造太陽」來了
    原標題:「人造太陽」來了   7月28日,世界上第一個實驗性「人造太陽」項目——國際熱核聚變實驗堆,在法國正式啟動安裝。
  • 中國人造太陽實現重大突破!問題來了,中國有幾個人造太陽?
    我有一個~ 美麗的願望~ 長大以後能——前幾天,一則跟中國「人造太陽」有關的消息又刷爆了朋友圈,根據央視新聞報導,我國大型核聚變實驗裝置「東方超環」(EAST)取得重大突破,等離子體中心電子溫度首次實現 1 億攝氏度運行近 10 秒。
  • 太陽和月亮是外星人造的?中國人造太陽裝置放電成功意味著什麼!
    近日,我國的新一代人造太陽裝置建造成功並完成了首次的發電,所以現在的很多人在驚訝中國人的高科技的同時也是深深的產生了濃厚的疑問。既然人類能夠在短短幾千年的時間就製造出類似的人造太陽,那麼在歲月的長河之中,是否會有其他的高等生命體製造過真正的太陽,那麼從這個角度來看,我們的太陽和月亮都有可能是被外星人所構造的。雖然這個假設十分的不合理,但是在很多人看來也是十分合理的,畢竟人類的文明歷史才多少年,都能夠製造模擬太陽了,這還了得,所以現在的很多人都對天上的太陽和月亮都產生的懷疑的態度。
  • 同為核聚變反應,為什麼中國「人造太陽」成不了另一個太陽?
    為什麼大家對剛在成都建成的「中國人造太陽」這麼感興趣?相信一定是因為中國和太陽這幾個字,一方面想了解這個東西是不是領先全球的尖端科技,另一方面也想知道,它是不是和掛在天上的太陽一樣會對所有人造成影響。那麼,這個在本月初實現首次放電的大型裝置到底是何物?真的可以拿來升溫嗎?
  • 「人造太陽」將噴薄而出
    在地球上模擬太陽,利用熱核聚變為人類提供清潔能源,中國的科學家們正朝這一理想加快前進步伐。能夠穩定輸出安全能源的「人造太陽」將在中國冉冉升起。  目前,由中科院等離子體物理研究所設計製造的EAST全超導非圓截面託卡馬克實驗裝置大部件已安裝完畢,進入抽真空降溫試驗階段。